1747-AIC AB

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摘 要：介紹了以S72200 PLC為核心的智能主令控制器的組成和功能，并對用PLC實現(xiàn)位移檢測與軟件設(shè)計思想進了分析與說明，給出了智能主令控制器的應(yīng)用領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器；主令控制器；可靠性

0 引 言
在電氣控制中，多點位置檢測通常是由主令控制器來完成，由于傳統(tǒng)主令控制器是由機械凸
輪和觸點組成，其觸點部分故障較多、調(diào)整不方便、控制精度低、壽命短。而智能主令控制器用程序邏輯代替機械凸輪的動作，以無觸點代替有觸點，這樣就避免了許多機械故障，提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 智能主令控制器組成
主令控制器系統(tǒng)簡圖如圖1所示，智能主令控制器由值編碼器、主控單元組成。

值編碼器安裝在現(xiàn)場，與受控設(shè)備傳動軸柔性連接。主控單元安裝在控制室或操作室
內(nèi)，由Siemens操作面板TD 200、S72200 PLC等組成。編碼器和連接電纜將現(xiàn)場位置信號送至主控單元，共同構(gòu)成智能主令控制器。

2 工作原理
智能主令控制器在工作時，由受控設(shè)備通過傳動機構(gòu)帶動編碼器一起旋轉(zhuǎn)，編碼器產(chǎn)生一系
列位置碼并送到PLC的輸入端，在PLC內(nèi)部進行譯碼、運算、分析、累加等處理，同時與操作面板TD 200中可調(diào)用的設(shè)定參數(shù)相比較，在合適的位置發(fā)出相應(yīng)的控制信號，從而達到控制目的。主令控制器通過編碼器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的位置碼實現(xiàn)對現(xiàn)場物體位移的檢測，同時與操作面板TD 200 通信，TD 200實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、位置設(shè)定和報警。

3 軟件設(shè)計思想
在許多需精確多點定位的場合要使用主令控制器，而傳統(tǒng)的主令控制器不能滿足控制要求，利
用小型PLC和編碼器構(gòu)成智能主令控制器，使用程序邏輯代替機械凸輪的動作，從而替代傳統(tǒng)主令控制器，滿足控制要求。在軟件編程中需解決以下問題：
(1) 編碼轉(zhuǎn)換。為提高抗干擾性，編碼器選用格雷碼輸出，而PLC只能識別二進制碼，需要
用軟件實現(xiàn)格雷碼到二進制碼的轉(zhuǎn)換。
(2) 碼器過圈。若選用多圈編碼器，則不存在此問題。若選用單圈編碼器，則可用軟件檢測當編碼器過圈時的編碼變化，用計數(shù)器記圈，多圈碼數(shù)=圈數(shù)×編碼器分辨率+當前碼數(shù)，便可得
出多圈的實際位置碼數(shù)。
(3) 原點設(shè)定。原點是一個參考點，對應(yīng)物體整個行程中一個具體的物理位置，在PLC中的
編碼為“0”，根據(jù)需要可以把物體在行程中任一位置的編碼設(shè)定為原點。被測體的實際位置對應(yīng)的編碼稱“當前位”，被測體“當前位”及其他設(shè)定的限位都以“原點”為參考點。它反映了被測體當前所在位置以參考點“原點”為坐標的位置(編碼數(shù)) 。當原點所對應(yīng)的實際物理位置變化時，“當前位”及其他限位所反映的實際物理位置都會發(fā)生相應(yīng)變化。
(4) 測體位置的計算。被測體在整個行程中任一位置都在PLC中有一個相對于“原點”的編
碼，這些編碼按十進制整數(shù)連續(xù)排列( - 32 767～+ 32 767) ，都反映了物體當前位置與原點之間的距離關(guān)系(點數(shù)) ，也就是用數(shù)字反應(yīng)了物體的實際位置，通過精度(mm /點)可以計算出當前位置距原點位置的米數(shù)。精度計算：如被測體在某一位置“當前位”是0，在另一位置是1 000，整個行程是1 000個點。如被測體實際物理行程是30m，則每個點對應(yīng)： 30 mm，也就是“當前位”每增加1個點，被測實際運行約30 mm；每減少1點，小車反向運行30 mm。主令精度為30 mm /點。
(5) 限位輸出。“當前位”編碼與在PLC內(nèi)部的設(shè)定值比較，當滿足條件時，主令控制器輸出
一個狀態(tài)(接通或斷開) ，參與系統(tǒng)控制或連鎖，起到限位的作用。
(6) 操作面板TD 200編程組態(tài)。Siemens的STEP 7MicroW IN編程軟件中有TD 200的編程向
導，通過它可以自動生成與PLC通信的數(shù)據(jù)塊，PLC使用該數(shù)據(jù)塊，完成設(shè)定、顯示控制功能。
(7) 保護。被測體實際速度已知，可以計算出編碼器在PLC每個掃描周期中被測體由位置變化所引起的碼數(shù)變化量，若此變化量超過正常值，則認為主令控制器出現(xiàn)故障(可能是編碼器連接線斷引起或超速) 。若被測體是位能負載，則可根據(jù)被測體運動方向指令和碼數(shù)變化方向是否相同，可以檢測被測體傳動軸是否與編碼器軸脫開或溜車。檢測到故障后可以發(fā)出報警或停車
指令，避免事故發(fā)生。
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